CN116487076A - 一种外挂式反应堆压力容器整体保温层结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于反应堆压力容器保温技术领域，具体涉及一种外挂式反应堆压力容器整体保温层结构。本发明包括流道钢衬里、角钢环、反应堆压力容器、保温层支腿、金属保温块，所述流道钢衬里采用筒节和封头结构，圆柱段筒体分为若干段，并通过焊接或螺栓连接形成流道钢衬里整体，所述流道钢衬里与反应堆压力容器外部相匹配；所述流道钢衬里的外表面按一定的间距焊接若干层角钢环；所述保温块安装在角钢环上，所述保温块之间采用铆钉连接形成保温层整体；所述流道钢衬里封头底部设置周向布置的若干个保温层支腿用于支撑整体保温层，形成上挂下撑的固定方式。本发明能够减少缝隙泄热，避免混凝土墙局部过热，同时降低保温层安装难度，缩短安装周期。

Description

一种外挂式反应堆压力容器整体保温层结构

技术领域

本发明属于反应堆压力容器保温技术领域，具体涉及一种外挂式反应堆压力容器整体保温层结构。

背景技术

反应堆压力容器(简称RPV)保温层通常采用金属反射型保温块，在反应堆正常运行时，有效地减少反应堆的热损失，提高热能利用率，改善堆腔环境条件，并且减小RPV壁面温差，降低热应力。三代核反应堆技术为了缓解严重事故工况下的堆芯熔融现象，RPV保温层还增加了堆腔注水冷却功能。在严重事故工况下，保温层作为堆腔注水冷却系统(简称CIS)的重要组成部分，与RPV外壁面共同形成一个特定的环形流道，使得冷却水从底部进入该环形流道充分冷却RPV下封头，并且能够将冷却产生的蒸汽从环形流道的顶部自由排除，避免RPV下封头被堆芯熔融物熔穿，缓解严重事故的后果。为了实现这个堆腔注水冷却功能，三代核反应堆压力容器保温层在保温块内侧增设了流道钢衬里(或称导流板)结构，并与压力容器外壁面形成100～200mm的冷却水流道。因此，三代核反应堆压力容器保温层包括流道钢衬里和保温块两部分。流道钢衬里和保温块均由大量板块拼接而成，现场安装时流道钢衬里通过大量贯穿保温块的支承固定于堆坑预埋件上，然后将保温块坐落于支承上，从而实现保温和注水冷却功能。

然而，上述拼接式保温层结构在实际工程应用中还存在三点不足。其一，因为安装公差的要求，大量贯穿式支承与金属保温块之间存在间隙，导致不可避免的局部缝隙泄热，降低了保温层的保温效果；其二，贯穿保温块的支承直接与堆坑混泥土墙上的金属预埋件连接，热量直接通过大量支承传递到混凝土墙上，造成支承位置的混凝土局部温度升高，并且在反应堆运行期间长时间处于高温状态，导致其组织性能弱化，承载能力下降；其三，流道钢衬里通过支承焊接在堆坑预埋件上，焊接容易引起支承或预埋件变形，同时由于混凝土墙及其预埋件建造公差往往大于流道钢衬板、金属保温块及支承的制造和安装公差，从而导致拼接式保温层的安装难度大、安装周期长(约为4-6个月)，并长时间占用反应堆工程施工主线，严重影响了主设备的安装周期，增加反应堆建造成本。传统拼接式反应堆压力容器保温层由于存在大量贯穿金属保温块的水平支撑件直接连接堆坑混凝土墙，不可避免地导致保温层隔热效果减弱、堆坑混凝土墙局部温度高和安装难度大周期长等固有不足。

因此，需要提供一种外挂式反应堆压力容器保温层结构，提高保温效果、降低对堆坑混凝土墙的影响以及缩短安装周期。

发明内容

本发明解决的技术问题，提供一种外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，通过一体化结构设计，实现反应堆压力容器保温层整体悬挂在反应堆压力容器支承上，在满足堆腔注水冷却功能的基础上，取消所有贯穿金属保温块直接连接堆坑混凝土墙的水平支承，从而减少缝隙泄热，避免混凝土墙局部过热，同时降低保温层安装难度，缩短安装周期。

本发明采用的技术方案：

一种外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，包括流道钢衬里、角钢环、反应堆压力容器、保温层支腿、金属保温块，所述流道钢衬里采用筒节和封头结构，圆柱段筒体分为若干段，并通过焊接或螺栓连接形成流道钢衬里整体，所述流道钢衬里与反应堆压力容器外部相匹配；所述流道钢衬里的外表面按一定的间距焊接若干层角钢环；所述保温块安装在角钢环上，所述保温块之间采用铆钉连接形成保温层整体；所述流道钢衬里封头底部设置周向布置的若干个保温层支腿用于支撑整体保温层，形成上挂下撑的固定方式。

所述流道钢衬里的底部安装有汽水排放窗。

所述一定的间距为700-1000mm。

所述流道钢衬里顶部设置一圈活动式连接件，所述连接件固定于反应堆压力容器支承上。

在整体保温层底部连接有注水管，所述注水管另一端与系统管道连接，用于冷却水注入。

所述注水管与整体保温层和反应堆压力容器之间的空腔连通。

所述流道钢衬里筒节和堆坑混凝土墙之间沿周向错位均布两层径向限位器。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

(1)本发明提供的一种外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，应用于反应堆压力容器正常工况和严重事故工况，同时满足保温和堆腔注水冷却功能。

(2)本发明提供的一种外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，与背景技术相比，通过取消保温层所有水平支撑件，避免了热量通过贯穿保温块的支撑件直接传递到堆坑混凝土墙而造成局部温度升高的问题，同时也减少了保温层支撑件局部泄热量，提升了保温效果。

(3)本发明提供的一种外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，拼接式保温层需要先通过梳理众多的支承焊接在堆坑预埋件上，然后拼装钢衬里板块和保温板块，安装难度大耗时长，而且占用压力容器安装主线，本发明保温层和流道钢衬里与堆坑壁没有任何物理连接，避免了因堆坑预埋件超差影响保温层安装进度的问题，安装复杂程度和难度降低。

(4)本发明提供的一种外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，保温层和流道钢衬里安装不占RPV安装主线时间，不受堆坑土建进度影响，可以与堆坑土建并排施工，而且保温层和流道钢衬里组装过程是在一个开阔的场地进行，不受操作空间限制，可以大大缩短保温层和流道钢衬里的安装周期。

附图说明

图1为本发明提供的外挂式反应堆压力容器整体保温层结构的示意图。

图中：1-反应堆压力容器支承；2-连接件；3-流道钢衬里；4-角钢环；5-径向限位器；6-反应堆压力容器；7-堆坑混凝土墙；8-保温层支腿；9-注水管；10-汽水排放窗；11-金属保温块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明提供的一种外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，包括反应堆压力容器支承1、连接件2、流道钢衬里3、角钢环4、径向限位器5、反应堆压力容器6、堆坑混凝土墙7、保温层支腿8、注水管9、汽水排放窗10、金属保温块11，

所述流道钢衬里3采用筒节和封头结构，圆柱段筒体分为若干段，并通过焊接或螺栓连接形成流道钢衬里整体，所述流道钢衬里3与反应堆压力容器外部相匹配；取消钢衬里3与堆坑混凝土墙7之间的所有水平支撑；所述汽水排放窗10安装在流道钢衬里3的底部；所述流道钢衬里3的外表面按一定的间距焊接若干层角钢环4；所述一定的间距为700-1000mm；所述保温块11安装在角钢环4上，所述保温块11之间采用铆钉连接形成保温层整体；所述流道钢衬里3顶部设置一圈活动式连接件2，所述连接件2固定于反应堆压力容器支承1上，所述流道钢衬里3封头底部设置周向布置的若干个保温层支腿8用于支撑整体保温层，形成上挂下撑的固定方式；所述注水管9一端连接在整体保温层底部，另一端与系统管道连接，用于冷却水注入；所述流道钢衬里3筒节和堆坑混凝土墙7之间沿周向错位均布两层径向限位器5，限制整体保温层在正常工况和地震工况下的水平摆动。

安装时，在主设备安装主线外找一个合适区域，先将球封头钢衬里与竖直筒节钢衬里组焊，再将底部保温层支腿8焊接在球封头钢衬里底部，然后形成流道钢衬里整体3；然后逐层将金属保温块11安装到竖直筒节和球封头上的角钢支承环4上，待整个反应堆容器金属保温层和流道钢衬里全部组装调整完成后，将反应堆容器整体保温层吊入堆坑；接着将反应堆容器整体保温层与堆坑进行对中调整，调整合格后将底部保温层支腿8与堆坑底板上的预埋件进行焊接固定，并且将竖直筒节钢衬里顶部的连接件2分别与钢衬里3和反应堆压力容器支承1下法兰连接固定，最后从钢衬里内部安装径向限位器5。

本发明取消流道钢衬里与堆坑混凝土墙连接的所有水平支承件，整体钢衬里顶部采用活动式连接件固定在堆坑上的压力容器支承下法兰上，适应钢衬里筒节轴向和径向的热膨胀，底部通过封头底部的支腿支承，形成上挂下承固定方式；

流道钢衬里采用多段竖直筒节和球封头组焊结构，相互之间通过焊接或螺栓连接；

流道钢衬里竖直筒节和球封头外壁按一定间距焊接若干层角钢支撑环，金属保温块安装在这些角钢环上，并加强流道钢衬里的刚度和强度；

在竖直筒节钢衬里的中间部位沿周向错位均布两层抗震限位器，限制整个流道钢衬里和金属保温层在正常工况和地震工况下的水平摆动。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，其特征在于，包括流道钢衬里(3)、角钢环(4)、反应堆压力容器(6)、保温层支腿(8)、金属保温块(11)，所述流道钢衬里(3)采用筒节和封头结构，圆柱段筒体分为若干段，并通过焊接或螺栓连接形成流道钢衬里整体，所述流道钢衬里(3)与反应堆压力容器外部相匹配；所述流道钢衬里(3)的外表面按一定的间距焊接若干层角钢环(4)；所述保温块(11)安装在角钢环(4)上，所述保温块(11)之间采用铆钉连接形成保温层整体；所述流道钢衬里(3)封头底部设置周向布置的若干个保温层支腿(8)用于支撑整体保温层，形成上挂下撑的固定方式。

2.根据权利要求1所述的外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，其特征在于，所述流道钢衬里(3)的底部安装有汽水排放窗(10)。

3.根据权利要求1所述的外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，其特征在于，所述一定的间距为700-1000mm。

4.根据权利要求1所述的外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，其特征在于，所述流道钢衬里(3)顶部设置一圈活动式连接件(2)，所述连接件(2)固定于反应堆压力容器支承(1)上。

5.根据权利要求1所述的外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，其特征在于，在整体保温层底部连接有注水管(9)，所述注水管(9)另一端与系统管道连接，用于冷却水注入。

6.根据权利要求5所述的外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，其特征在于，所述注水管(9)与整体保温层和反应堆压力容器之间的空腔连通。

7.根据权利要求1所述的外挂式反应堆压力容器整体保温层结构，其特征在于，所述流道钢衬里(3)筒节和堆坑混凝土墙(7)之间沿周向错位均布两层径向限位器(5)。